直击80核CPU工作原理及制造细节

人类首次实现每秒万亿次的计算是在1996年，当时Intel公司帮助位于新墨西哥州的美国Sandia国家实验室建立了一款名为“ASIC Red”的超级计算机。这个体形庞大的家伙占地2,000平方英尺，内部装有1万颗主频为200MHz的奔腾Pro处理器，而耗电则达到500kW，此外为了冷却机房还要额外消耗500kW。但是科技的发展日新月异，今天，这样的工作只需要一个指甲盖大小的多核芯片就可以实现。它就是Intel在今年年初研发成功的一款内含80个内核的单芯片处理器。

Intel近期将在旧金山举行的国际固态集成电路会议(ISSCC)年会上公布该芯片的详细技术细节。不过，赵萌还是透露了一些有关该芯片的资料。据悉，这款包含了8X10内核阵列的单芯片处理器能够实现每秒1万亿次的浮点运算，但耗电仅有62瓦，这比现在使用的许多单核处理器的功耗还要低。“昨天的超级计算就是今天的个人计算。” Intel中国服务器平台事业部产品经理赵萌说。

这款80核的单芯片处理器创新主要体现在Intel的多项多核体系结构上。据称，块面式设计(tile design)方法允许设计人员采用较小的内核，方便在整枚芯片上进行复制。而要设计同样大小的一枚单核芯片(1亿个晶体管)则需要大约两倍的人力和时间。同时，在计算单元之外，每个内核还含有一个5端口的信息传送路由器，它能连接在进行信息传送的二维网格状(Mesh-like)片上网络上，与现有的多核芯片相比，该互联方案具有更高的可扩展性以及更好的内核间通信能力。此外，值得称道的还有该芯片所使用的细粒度能源管理特性——每个内核中的单个引擎和数据路由器都可根据用户所运行的应用对性能的要求来激活或关断。

Intel的官方消息称，该公司目前还没有将这款芯片推向市场的任何计划。但是毫无疑问，这项研究的成功对于这家处理器市场领导者在设计方法论、高带宽互联以及能耗管理方面的进步奠定了坚实基础。Intel公司高级院士，首席技术官Justin Rattner指出，80核单芯片的成功“将多内核和并行计算性能进一步推向前进。”而Intel公司华东区总经理张健也指出，这款概念性的产品能够为今后许多企业的应用创新提供条件。

目前，数十万亿级的超级计算机主要用于地球气象模型、密码破译、武器模拟以及宇宙学模拟等方面。不过，具有这种能力的计算机在全球范围内也只有区区数台，日、美两国在超级计算机技术上遥遥领先。而万亿级的个人计算机更是无法想象。但是，毫无疑问，在80核单芯片处理器研发成功的前提下，人工智能、即时视频通信、高逼真游戏、多媒体数据挖掘以及实时语音识别等过去在科幻节目中被看作异想天开的事情都将在不久的将来变为现实。